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第二十六章 二次函数
人教版九年级上册
一般地,形如 (a,b,c是常数, )的函数,叫做二次函数.
y=ax2+bx+c
a ≠0
[注意] (1)等号右边必须是整式;(2)自变量的最高次数是2;(3)当b=0,c=0时,y=ax2是特殊的二次函数.
1.二次函数的概念
核心知识点
二次函数 y=a(x − h)2+k y=ax2+bx+c
开口
方向
对称轴
顶点坐标
最值 a>0
a<0
增减性 a>0
a<0
2.二次函数的图象与性质:
a>0 开口向上
a < 0 开口向下
x=h
(h , k)
y最小=k
y最大=k
在对称轴左边 x↗y↘;在对称轴右边 x↗y↗
在对称轴左边 x↗y↗;在对称轴右边 x↗y↘
y最小=
y最大=
核心知识点
3.二次函数图象的平移
y=ax2
左、右平移 左加右减
上、下平移 上加下减
y=−ax2
写成一般形式
沿x轴翻折
核心知识点
4.二次函数与一元二次方程的关系
二次函数y=ax2+bx+c的图象和x轴交点 一元二次方程
ax2+bx+c=0的根 一元二次方程
ax2+bx+c=0根的判别式(b2−4ac)
有两个交点
有两个相异的实数根
b2−4ac > 0
有两个重合的交点
有两个相等的实数根
b2−4ac = 0
没有交点
没有实数根
b2−4ac < 0
核心知识点
5.二次函数解析式的求法
(1)一般式法:y=ax2+bx+c (a≠ 0)
(2)顶点法:y=a(x − h)2+k(a≠0)
(3)交点法:y=a(x − x1)(x − x2)(a≠0)
核心知识点
6.二次函数的应用
1.二次函数的应用包括以下两个方面
(1)用二次函数表示实际问题变量之间的关系,解决最大化问题(即最值问题);
(2)利用二次函数的图象求一元二次方程的近似解.
2.一般步骤:(1)找出问题中的变量和常量以及它们之间的函数关系;(2)列出函数关系式,并确定自变量的取值范围;(3)利用二次函数的图象及性质解决实际问题;(4)检验结果的合理性,是否符合实际意义.
核心知识点
例1 已知y=(m+2)x|m|+2是关于x的二次函数,那么m的值为( )
A.−2 B.2 C.±2 D.0
B
1.已知函数:①y=2x−1;②y=−2x2−1;③y=3x3−2x2;④y=2x2−x−1;⑤y=ax2+bx+c,其中二次函数的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
B
考点一 二次函数的图象与性质
【练一练】
考点讲练
例2 对于y=2(x−3)2+2的图象下列叙述正确的是( )
A.顶点坐标为(−3,2)
B.对称轴为y=3
C.当x≥3时,y随x的增大而增大
D.当x≥3时,y随x的增大而减小
C
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
2. 关于抛物线y=−x2+2x−3的判断,下列说法正确的是
( )
A.抛物线的开口方向向上
B.抛物线的对称轴是直线x=-1
C.抛物线对称轴左侧部分是下降的
D.抛物线顶点到x轴的距离是2
D
考点一 二次函数的图象与性质
【练一练】
考点讲练
方法指导:解决此类题目可以先把二次函数y=ax2+bx+c配方为顶点式y=a(x − h)2+k的形式,得到:对称轴是直线x=h,最值为y=k,顶点坐标为(h,k);也可以直接利用公式求解.
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
例3 二次函数y=−x2+bx+c的图象如图所示,若点A(x1,y1),B(x2,y2)在此函数图象上,且x1<x2<1,则y1与y2的大小关系是( )
A. y1≤y2 B.y1<y2
C.y1≥y2 D.y1>y2
解析:由图象看出,抛物线开口向下,对称轴是
x=1,当x<1时,y随x的增大而增大.
∵x1<x2<1,∴y1<y2 .
B
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
12
12
3.已知点(−1,y1),(1.5,y2),(2,y3)在函数y=ax2−2ax+a−2(a>0)的图象上,则将y1、y2、y3按由大到小的顺序排列是( )
A.y1>y2>y3
B.y1>y3>y2
C.y2>y1>y3
D.y3>y2>y1
B
考点一 二次函数的图象与性质
【练一练】
考点讲练
4.已知二次函数y=−x2+2bx+c,当x>1时,y的值随x值的增大而减小,则实数b的取值范围是( )
A.b≥−1 B.b≤−1 C.b≥1 D.b≤1
解析:∵二次项系数为−1<0,∴抛物线开口向下,在对称轴右侧,y的值随x值的增大而减小,由题设可知,当x>1时,y的值随x值的增大而减小,∴抛物线y=−x2+2bx+c的对称轴应在直线x=1的左侧,抛物线y=−x2+2bx+c的对称轴为 ,即b≤1.
D
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
例4 将抛物线y=x2−6x+5向上平移 2个单位长度,再向右平移1个单位长度后,得到的抛物线解析式是( )
A.y=(x−4)2−6 B.y=(x−4)2-2
C.y=(x−2)2-2 D.y=(x−1)2−3
解析:因为y=x2−6x+5=(x−3)2−4,所以向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度后,得到的解析式为y=(x−3−1)2 − 4+2,即y= (x − 4)2−2.
B
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
5.若抛物线 y=−7(x+4)2−1平移得到 y=-7x2,则可能( )
A.先向左平移4个单位,再向下平移1个单位
B.先向右平移4个单位,再向上平移1个单位
C.先向左平移1个单位,再向下平移4个单位
D.先向右平移1个单位,再向下平移4个单位
B
考点一 二次函数的图象与性质
【练一练】
考点讲练
例5 (1)已知关于x的二次函数,当x=−1时,函数值为10,当x=1时,函数值为4,当x=2时,函数值为7,求这个二次函数的解析式.
待定系数法
解:设所求的二次函数为y=ax2+bx+c,由题意得:
解得: a=2,b= −3,c=5.
∴ 所求的二次函数为y=2x2−3x+5.
一般式
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
(2)已知关于x的二次函数,当x=−2或4时,y=−16,且函数的最大值为2.求二次函数的解析式.
解:∵当x=−2或4时,y=−16,且函数的最大值为2.
∴对称轴为直线 .
∴顶点为(1,2),
设二次函数解析式为y=a(x−1)2+2,
把(−2,−16)代入得−16=9a+2,解得a=−2,
∴y=−2(x−1)2+2,
∴二次函数解析式为y=−2(x−1)2+2,
顶点式
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
6.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(−1,0)、
B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,−3).
(1)求抛物线的解析式;
解:设y=a(x+1)(x−3),
将点(0,−3)代入,得
−3=a(0+1)(0−3),
解得a=1.
∴y=(x+1)(x −3)=x2 −2x − 3.
交点式
考点一 二次函数的图象与性质
【练一练】
考点讲练
(2)点Q为抛物线上一点,若S△QAB=8,求出此时点Q的坐标.
解:设Q(x,y),
则S△QAB= AB•|y|=2|y|=8,
∴y=±4.
解得
则Q的坐标为
②当y=-4时,即x2−2x−3=−4,
解得x3=x4=1.
则Q点的坐标为(1,−4).
①当y=4时,
即x2−2x−3=4.
综上所述,则点Q的坐标为
或(1,−4).
考点一 二次函数的图象与性质
考点讲练
例6 已知二次函数y=x2−2mx+m2 −1(m为常数).
求证:不论m为何值,该函数的图象与x轴总有两个公共点.
解析:函数的图象与x轴总有两个公共点,即方程x2−2mx+m2−1=0有两个不相等的实数根,根据根的判别式求解即可.
证明:Δ=b2−4ac=(−2m)2−4(m2−1)=4>0,
故不论m为何值,该函数的图象与x轴总有两个公共点.
考点二 二次函数与方程
考点讲练
7.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则方程ax2+bx+c−2=0的根的情况是( )
A.有两个相等的实数根
B.有两个不相等的实数根
C.没有实数根
D.无法确定
B
考点二 二次函数与方程
【练一练】
考点讲练
B离地面O点的距离是1m,球落地点A到O点的距离是4m,那么这条抛物线的解析式是( )
例7 在比赛中,某次羽毛球的运动路线可以看作是抛
物线 的一部分(如图),其中出球点
A
考点三 二次函数的实际应用
考点讲练
8.如图为一座抛物线型的拱桥,AB、CD分别表示两个不同位置的水面宽度,O为拱桥顶部,水面AB宽为10米,AB距桥顶O的高度为12.5米,水面上升2.5米到达警戒水位CD位置时,水面宽为( )米.
C
方法指导:解决此类题目需运用建模思想,建立合适的平面直角坐标系,抽象出函数模型,解决相关问题
考点三 二次函数的实际应用
【练一练】
考点讲练
例8 某商场试销一种成本为每件60元的服装,规定试销期间销售单价不低于成本单价,且获利不得高于45%,经试销发现,销售量y(件)与销售单价x(元)符合一次函数y=kx+b,且x=65时,y=55;x=75时,y=45.
(1)求一次函数的表达式;
(2)若该商场获得利润为w元,试写出利润w与销售单价x之间的关系式;销售单价定为多少元时,商场可获得最大利润,最大利润是多少元?
考点三 二次函数的实际应用
考点讲练
解:(1)根据题意,得
解得k=-1,b=120.故所求一次函数的表达式为y=-x+120.
(2)w=(x-60)•(−x+120)= − x2+180x-7200= −(x − 90)2+900,
∵抛物线的开口向下,
∴当x<90时,w随x的增大而增大,
而60≤x≤60×(1+45%),即60≤x≤87,
∴当x=87时,w有最大值,此时w=−(87− 90)2+900=891.
考点三 二次函数的实际应用
考点讲练
9.一家电脑公司推出一款新型电脑,投放市场以来3个月的利润情况如图所示,该图可以近似看作为抛物线的一部分,请结合图象,解答以下问题:
(1)求该抛物线对应的二次函数解析式;(2)该公司在经营此款电脑过程中,第几月的利润最大?最大利润是多少?
(3)若照此经营下去,请你结合所学的知识,对公司在此款电脑的经营状况(是否亏损?何时亏损?)作预测分析.
考点三 二次函数的实际应用
【练一练】
考点讲练
解:(1)因图象过原点,则设函数解析式为y=ax2+bx,由图象的点的含义,得
解得a=−1,b=14.
故所求一次函数的表达式为y=−x2+14x.
(2) y=−x2+14x=−(x−7)2+49.即当x=7时,利润最大,y=49.
(3) 没有利润,即y=−x2+14x=0.解得x1=0(舍去),或x2=14,而这时利润为滑坡状态,所以第15个月,公司亏损.
考点三 二次函数的实际应用
考点讲练
例9 如图,梯形ABCD中,AB∥DC,∠ABC=90°,∠A=45°,AB=30,BC=x,其中15<x<30.作DE⊥AB于点E,将△ADE沿直线DE折叠,点A落在F处,DF交BC于点G.
(1)用含有x的代数式表示BF的长;
(2)设四边形DEBG的面积为S,求S与x的函数关系式;
(3)当x为何值时,S有最大值?并求出这个最大值.
考点三 二次函数的实际应用
考点讲练
解:(1)由题意,得EF=AE=DE=BC=x,AB=30.
∴BF=2x−30.
(3)S= x2+60x-450= (x-20)2+150.
∵a= <0,15<20<30,
∴x=20时,S有最大值,最大值为150.
(2)∵∠F=∠A=45°,∠CBF=∠ABC=90°,
∴∠BGF=∠F=45°,BG=BF=2x−30.
所以S△DEF-S△GBF= DE2 − BF2= x2− (2x−30)2=
x2+60x-450.
考点三 二次函数的实际应用
考点讲练
10.张大伯准备用40m长的木栏围一个矩形的羊圈,为了节约材料同时要使矩形的面积最大,他利用了自家房屋一面长25m的墙,设计了如图一个矩形的羊圈.
(1)请你求出张大伯矩形羊圈的面积;
(2)请你判断他的设计方案是否合理?如果合理,直接答合理;如果不合理又该如何设计?并说明理由.
25m
考点三 二次函数的实际应用
【练一练】
考点讲练
解:(1)由题意,得
羊圈的长为25m,宽为(40-25)÷2=7.5(m).
故羊圈的面积为25×7.5=187.5(m2)
(2)设羊圈与墙垂直的一边为xm,则与墙相对的一边长为(40-2x)m,
羊圈的面积S=x(40-2x)=-2x2+40x=-2(x-10)2+200,(7.5≤x<20).
∵7.5≤10<20,所以当x=10时,S有最大值,此时S=200.
故张大伯的设计不合理.羊圈与墙垂直的两边长为10m,而与墙相对的一边长为(40-2x)m=20m.
考点三 二次函数的实际应用
考点讲练
考点1 二次函数的图象和性质
1. 将抛物线y=x2+2x向下平移4个单位长度后,所得新抛物线对应的函数解析式为( A )
A. y=(x+1)2-5 B. y=(x+1)2-4
C. y=(x-1)2-5 D. y=(x-1)2-4
A
考点练习
2. 下列关于二次函数y=(x-2)2-3的说法正确的是( D )
A. 图象是一条开口向下的抛物线
B. 图象与x轴没有交点
C. 当x<2时,y随x的增大而增大
D. 图象的顶点坐标是(2,-3)
D
3. 已知点A(x1,y1),B(x2,y2)在抛物线y=x2-3上,且0<x1<x2,则y1 < y2(填“>”“<”或“=”).
<
4. [2025山东]已知二次函数y=x(x-a)+(x-a)(x-b)+x(x-b),其中a,b为两个不相等的实数.
(1) 当a=0,b=3时,求此函数图象的对称轴.
解:(1) 当a=0,b=3时,二次函数y=x(x-a)+(x-a)(x-b)+x(x-b)=x(x-0)+(x-0)(x-3)+x(x-3)=3x2-6x,∴ 此函数图象的对称轴为直线x=- =1
(2) 当b=2a时,若当0≤x≤1时,y随x的增大而减小;当3≤x≤4时,y随x的增大而增大.求a的取值范围.
解:(2) 当b=2a时,二次函数y=x(x-a)+(x-a)(x-b)+x(x-b)=x(x-a)+(x-a)(x-2a)+x(x-2a)=3x2-6ax+2a2,∴ 此函数图象的对称轴为直线x=- =a.∵ 3>0,∴ 图象开口向上.∵ 当0≤x≤1时,y随x的增大而减小,∴ a≥1.∵ 当3≤x≤4时,y随x的增大而增大,∴ a≤3.∴ 1≤a≤3
考点2 用待定系数法求二次函数的解析式
5. 已知一条抛物线的形状、开口方向均与抛物线y=-2x2+9x相同,且它的顶点坐标为(-1,6),则这条抛物线对应的函数解析式为 y=-2(x+1)2+6 .
y=-2(x+1)2+6
6. [2025福建]在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx-2的图象过点A(1,t),B(2,t).
(1) 求 的值.
解:(1) ∵ 二次函数y=ax2+bx-2的图象的对称轴为直线x=- ,点A(1,t),B(2,t)在该函数的图象上,∴ 2- =- -1.∴ - = .∴ =-3
① 求该二次函数的解析式;
解:(2) ① 由(1),易得b=-3a,∴ 该函数的解析式为y=ax2-3ax-2.∴ 函数图象的顶点坐标为 .∵ 函数的最大值为1- a2,∴ a<0,且- a-2=1- a2,解得a=-1或a=4(舍去).∴ 该二次函数的解析式为y=-x2+3x-2
(2) 已知二次函数y=ax2+bx-2的最大值为1- a2.
解:② ∵ 点M(x1,m)在函数y=-x2+3x-2的图象上,∴ m=- +3x1-2.由①知,点M(x1,m),N(x2,m)关于直线x= 对称,不妨设x1<x2,则x2- = -x1,即x1+x2=3,
∴ - = = = = = =0.∴ =
② 若M(x1,m),N(x2,m)为该二次函数图象上的不同两点,且m≠0,求证: = .
考点3 二次函数与一元二次方程的关系
7. 若关于x的二次函数y= mx2+(m+1)x+m+1的图象与x轴有两个公共点,则满足条件的m的值可以是下列四个数中的( C )
A. -1 B. 0 C. 1 D. -2
C
8. 如果二次函数y=ax2+bx+3的图象经过点A(-1,0),
B(3,0),那么一元二次方程ax2+bx=0的根为 x1=0,x2=2.
x1=0,x2=2
考点4 二次函数的实际应用
9. 某水果店销售一批水果,平均每天可售出40千克,每千克盈利4元.经调查发现,每千克每降价0.5元,该水果店平均每天可多售出10千克,则该水果店销售这批水果平均每天的最高利润为 180 元.
180
10. [2024潍坊]某商场为了减少夏季降温和冬季供暖的能源消耗,计划在商场的屋顶和外墙建造隔热层,其建造成本P(万元)与隔热层厚度x(cm)满足函数解析式P=10x.预计该商场每年的能源消耗费用T(万元)与隔热层厚度x(cm)满足函数解析式T=21- ,其中0≤x≤9.设该商场的隔热层建造费用与未来8年能源消耗费用之和为y万元.
(1) 若y=148,求该商场建造的隔热层厚度;
解:(1) 由题意,得y=P+8T=10x+8×[21- ]=-x2+4x+160.当y=148时,-x2+4x+160=148,解得x1=6,x2=-2.∵ 0≤x≤9,∴ x2=-2不符合题意,舍去.∴ 该商场建造的隔热层厚度为6cm
(2) 已知该商场未来8年的相关规划费用为t万元,且t=y+x2,当172≤t≤192时,求x的取值范围.
解:(2) 由(1),得y=-x2+4x+160.∵ t=y+x2,∴ t=-x2+4x+160+x2=4x+160(172≤t≤192).∵ 4>0,∴ t随x的增大而增大.当t=172时,4x+160=172,解得x=3;当t=192时,4x+160=192,解得x=8.∴ x的取值范围是3≤x≤8
11. [2025德阳]已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,且a>0)过点(1,0),(m,0),且2<m<3,该抛物线与直线y=kx+c(k,c是常数,且k≠0)相交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点(点A在点B的左侧).给出下列说法:① bc<0;② 3a+b>0;③ 若A'是点A关于直线x=- 的对称点,则3<AA'<4;④ 当x2=4时,不等式ax2+(b-k)x<0的解集为0<x<4.其中,正确的个数是( B )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
B
12. 若二次函数y=x2-2x-3的图象上有且只有三个点到x轴的距离等于m,则m的值为 4 .
13. [2024广西]如图,壮壮同学投掷实心球,出手(点P处)的高度OP是 m,出手后实心球沿一段抛物线运行,到达最高点时,水平距离是5m,高度是4m.若实心球落地点为M,则OM= m.
4
14. [2024德州]已知抛物线y=x2-4mx+2m+1,m为实数.
(1) 如果该抛物线经过点(4,3),求此抛物线的顶点坐标;
解:(1) ∵ 抛物线y=x2-4mx+2m+1经过点(4,3),∴ 16-16m+2m+1=3,解得m=1.∴ y=x2-4x+3=(x-2)2-1.∴ 此抛物线的顶点坐标为(2,-1)
(2) 若当2m-3≤x≤2m+1时,y的最大值为4,求m的值;
解:(2) ∵ y=x2-4mx+2m+1=(x-2m)2-4m2+2m+1,∴ 抛物线开口向上,对称轴为直线x=2m.∵ 当2m-3≤x≤2m+1时,y的最大值为4,∴ 当x=2m-3时,y=4.∴ (2m-3-2m)2-4m2+2m+1=4,整理,得2m2-m-3=0.∴ m= 或m=-1
(3) 已知点O(0,0),A(1,0),如果该抛物线与线段OA(不含端点)恰有一个交点,求m的取值范围.
解:(3) ∵ 抛物线y=x2-4mx+2m+1与线段OA(不含端点)恰有一个交点,∴ 或 ∴ m>1或m<-
实际问题
归纳
抽象
二次函数
y=ax2 + bx + c
实际问题的答案
利用二次函数的图象和性质求解
图象
目标
性质
课堂小结
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